数字钟论文电子钟的设计.docx
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数字钟论文电子钟的设计
第一节摘要3
第二节引言4
第三节设计方案的选择与论证5
第四节数字电子钟的设计6
4.1设计思想、任务及要求6
4.2电路设计及工作原理6
4.3子电路图及工作原理7
第五节原件介绍和心得体会15
第六节参考文献16
第一节摘要
随着社会的发展，人们的生活节奏也越来越快，时间观念也更为突出，精准的报时工具当然更受大家的青睐，传统的机械表无法满足人们精确的时间计算。
在科学技术不断发展的今天，精确到0.1秒甚至更精确的数字电子钟作为人们精准计时工具显得日趋重要。
本次的设计题目是基于计数器的数字电子钟的设计，系统由74160与数码管作为主要原件。
它能完成以下功能：
实现时钟的星期、时、分、秒、0.1秒时的显示，整点报时，半点报时，时间可以根据用户随时设置等功能。
关键词：
数字电子钟、数码管显示、整点报时、半点报时
第二节引言
社会在发展，科学在进步，人们的生活节奏也在不断加快，当然随之而来的是很重的时间观念，“一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴”成了很多人的座右铭，可见每一秒的时间对人们的意义都大不同于以前。
在很多领域，如教育，医疗，体育等很多地方都需要精确的报时工具，传统的机械报时工具也已经满足不了人们的对时间的要求了，所以数字电子钟日益入主了人们的日常生活，广泛地应用到各个方面给个领域。
数字电子钟是用数字集成电路或专用芯片做成的计时器，一般采用数码管或发光二极管直接显示“时”、“分”、“秒”、“0.1秒”，具有直观性。
除此之外它还具有整点报时、按作息时间报时等功能，所以数字电子钟在如今节奏很快的生活中得到了广泛的应用。
第三节设计方案的选择与论证
数字钟也是一种小型的数字系统，由若干个数字电路和逻辑部件构成，可以处理、传送数字信息，完成特定的功能。
一般来说，一个数字系统应包括输入电路、输出电路、处理电路、处理电路、存储电路和控制电路五部分。
它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和一些显示星期、报时、停电查看时间等附加功能。
因此，一个基本的数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”，“星期”计数器、校时电路、报时电路和振荡器组成。
方案一：
利用单片机，配合逻辑电路来控制数字电子钟的工作。
方案二：
采用74160为主体芯片，配合555定时器、逻辑电路和时序电路来完成多功能数字电子钟的设计。
用ewb仿真软件进行仿真进行模拟仿真。
根据任务书的要求和现在所学知识，最终决定采用方案二，以74160为主体原件和ewb仿真软件进行多功能数字电子钟的设计和仿真。
数字电子钟的设计方案二由以下部分组成，分析系统的性能要求，画出系统方框图，将总体设计要求分解成若干个具有相对独立功能的分项任务。
设计完成各部分子系统的组合逻辑电路、时序逻辑电路等。
最后将各个子系统连成整体，进行组装、调试，检验是否满足设计要求，不断修改、完善设计方案。
最后采用ewb软件进行仿真测试。
第四节数字电子钟的设计
4.1设计思想、任务及要求
数字电子钟采用74160和数码管为主要元器件，配合数字逻辑电路和时序电路，完成数字钟的时间显示、报时和用户设置等功能。
基于数字电子的课程学习，对74160和与非门有了一定的了解，在此基础上，查阅一些书籍和资料进行学习、总结和提炼，设计出了总体的思路，明确了解设计的目的和所要完成的功能，确定用何种器件，单独各部分子电路的设计与调试，整体电路的组装和调试。
最后用ewb软件进行仿真测试。
1.任务
（1）画出数字电子钟的电路图。
（2）用ＥＷＢ进行功能仿真。
（3）撰写课程设计说明书，要求：
课题名称;
设计任务及要求；
设计方案选择及论证（包括参数计算和器件选择等）；
附图（包括框图，单元电路，总电路及说明）及原理说明；
仿真过程，结论；
元器件列表；
收获体会及改进方向。
2.要求
（1）有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示且有校时功能。
（2）有整点报时功能
（3）供电方式：
DC5V。
（4）要求电路主要采用中小规模集成电路及模拟器件实现。
在EWB电子工作平台上进行电路的设计和计算机仿真。
4.2电路设计及工作原理
（总体逻辑电路）
（整体电路图）
整体电路介绍：
数字钟的显示采用数码管显示，整体采用74160逻辑芯片，配合使用逻辑门电路和时序逻辑电路，开关控制校时电路，发光二极管模拟代替整点报时响铃。
4.3子电路图及工作原理
（星期显示电路）
【注释】采用一片74160与数码管连接成七进制计数器，通过开关Q校对，在24小时来一个秒脉冲分钟向前进一，秒清零重新计时，如图所示。
（小时显示电路）
【注释】用两个74160芯片、两个译码与数码显示器连接成十二/二十四进制的时计数器，通过开关[o]对小时进行校对，当在59分59秒时再来一个秒脉冲小时向前进一，分钟和秒同时清零重新计时，在小时进位的同时报时灯亮说明进行了整点报时功能，连接图如下图。
（分钟显示电路）
【注释】用两个74160芯片、两个译码与数码显示器连接为六十进制的分钟计数器，当在59秒时在来一个秒脉冲分钟向前进一，秒清零重新计时，如图所示。
（秒数显示电路）
【注释】用两个74160芯片、两个译码与数码显示器连接为六十进制的秒钟计数器，当在0.9秒时在来一个秒脉冲秒钟向前进一，0.1秒清零重新计时，校时开关Y可以调整秒数的显示，如图所示。
（0.1秒显示电路）
（整点、半点报时电路）
【注释】采用一片74160芯片和数码管，显示秒的10的倒计时，显示9时，向前进一，计时器清零，重新计时。
当整点时红灯亮，半点时绿灯亮，一次代替响铃。
（555定时器）
【注释】采用555定时器，来控制电路，秒脉冲。
第五节原件介绍和心得体会
1元器件列表：
元件
数量
元件
数量
非门
2
导线
N（2接地）
74160
8
与非门
5
或非门
3
开关
6
电源
1
二极管
2
与门
10
555定时器
1
或门
2
数码管
8
2、心得体会
经过这段时间的课程设计，我学到了许多东西，对课本的知识也有了进一步的理解，同时也学会了一种学习的态度，对待学习永远要保持最饱满的热情，刻苦钻研，精益求精，及时发现并解决问题
理论要联系实践，当然实践也离不开理论，所以通过这次课程设计使我更加深刻的认识到，学习一定要脚踏实地，并且要理论与实践相结合，只有这样才能融会贯通。
理论上的知识搞定了，接下来就是开始设计了。
EWB仿真，其实并不像想象的那么容易，针对一些引脚和连线，出现了一些问题，从中锻炼了我的耐心与细心程度，进一步减轻了以往浮躁的心理，淡定自若，永不言弃。
这次课程设计也再次让我看到理论与实践的差别和联系，理论固然重要，然而我们要在实践中发现错误，并解决错误，也提高了自己的动手能力和实际解决问题的能力。
一种学习态度：
认真、严谨的学习态度。
这就是我的另一个收获，不仅仅是做课程设计，无论是做什么研究，都必须要有一种认真严谨的学习态度，比如说，独立思考独立完成，认真接线，仔细检查等，这些都是对我们自身能力的一种培养，在以后的学习甚至工作中，很多东西都只能靠自己去独立思考完成，因此我们也藉此学会了一种独立思考的学习态度。
通过这次课程设计我学会了如何利用网上和图书馆的资源，自学的能力又有了进一步的提高，学习，一定要是主动的，真正的享受到学习的乐趣所在。
3、改进方向
数字电子钟不仅可以显示星期，时间，也可以在此基础之上，让其显示年月，以此可以升级万年历。
另外，数字钟具有的整点报时功能，可以进一步的开发，例如特殊日期的设置，可以给你提醒，定时功能等。
为了电子使电子钟更加的使用和符合现代人的生活气息，可以在数字时钟报时方面做一些新的尝试，比如整点报时可以根据用户的需要和喜好随意设置自己喜欢的音乐动画等。
第六节参考文献
周常森电子电路计算机仿真技术.山东科技出版社，2006.02
彭介华电子技术课程设计指导高等教育出版社，1997、10
陈大钦电子技术基础实验华中理工大学电子学教研室2001.5
毕满清电子技术实验与课程设计机械工业出版社1995.03
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